摘要 四川盆地侏羅系油氣勘探開發(fā)主要集中在川中和川西地區(qū),長期以來對川東地區(qū)侏羅系蘊藏的豐富油氣資源與勘探潛力未能給予足夠的重視。在四川盆地近60年的勘探開發(fā)歷史中,川東侏羅系至今幾乎還是一片尚待開發(fā)的油氣資源處女地。事實上,川東地區(qū)許多鉆井在鉆遇侏羅系時都曾發(fā)現(xiàn)過大量的油氣顯示,少量鉆井經(jīng)測試甚至獲得過工業(yè)油氣流。初步研究結(jié)果表明,川東地區(qū)侏羅系具有與川中地區(qū)侏羅系十分相似的油氣成藏條件,其烴源巖厚度大、儲層致密、油氣資源豐富,是四川盆地內(nèi)除川中侏羅系之外還有希望找到原生油藏的一個有利地區(qū)。建議盡快將川東侏羅系油氣藏作為四川盆地一個重要的致密油氣勘探新領(lǐng)域,開展整體評價研究,實施專層勘探,并采用非常規(guī)油氣勘探評價技術(shù)與方法,在油氣保存條件較好的低緩、潛伏構(gòu)造以及寬緩的向斜區(qū),優(yōu)選有利區(qū)塊,開展水平井鉆井與儲層
改造先導(dǎo)性試驗。與目前在渝東南等構(gòu)造復(fù)雜區(qū)開展的頁巖氣勘探相比,川東侏羅系油氣勘探的地質(zhì)風(fēng)險與開采成本將更低,探明油氣資源并投入商業(yè)開發(fā)的成功率與機遇更大,更具有找到規(guī)模性油氣田(藏)的現(xiàn)實必然性。
關(guān)鍵詞 四川盆地 東部 侏羅紀(jì) 致密油氣 資源量 成藏條件 烴源巖 非常規(guī)油氣 勘探方針
四川盆地是一個由侏羅系所覆蓋的紫紅色盆地,侏羅系主要為一套內(nèi)陸淡水湖相與河流相碎屑巖沉積。川中及其北部地區(qū)中下侏羅統(tǒng)新田溝組(中石油單位稱涼高山組)、自流井組、下沙溪廟組,以及川西地區(qū)上侏羅統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組、遂寧組和中侏羅統(tǒng)沙溪廟組、千佛崖組等均已證實是重要的油氣產(chǎn)層[1-5]。
長期以來,除川西坳陷中段外,四川盆地油氣勘探工作主要集中在侏羅系以下的層系中,勘探目的層埋藏較深(一般逾3
川東地區(qū)面積達(dá)5.3×l
對四川盆地侏羅系油氣的勘探與開發(fā),過去僅局限在川中(以油為主)和川西(以氣為主)地區(qū),對川東地區(qū)的侏羅系則一直沒有給予足夠的重視。究其原因,主要還在于對侏羅系油氣形成與分布以及資源規(guī)模的研究不足有關(guān),未能認(rèn)識到川東侏羅系也具有油氣成藏的有利地質(zhì)條件和較大的油氣資源規(guī)模。特別是,在勘探思維上還囿于成見,受到常規(guī)油氣構(gòu)造圈閉勘探思維的限制,認(rèn)為川東侏羅系保存條件較差,高陡構(gòu)造上侏羅系油氣已遭受破壞。甚至由于川東地區(qū)多數(shù)鉆井(特別是評價井和開發(fā)井)在2
盡管目前可供分析的實際錄井、測井和巖心資料還太少,但通過對已有鉆井資料以及少量樣品的初步分析,本文試圖證明川東地區(qū)侏羅系完全具有與川中及其北部地區(qū)相似的區(qū)域油氣成藏地質(zhì)條件,而且油氣資源勘探潛力巨大,可能是四川盆地內(nèi)除川中侏羅系油藏之外還有希望找到原生油藏的一個有利地區(qū)。本篇拙文旨在拋磚引玉,以期引起相關(guān)勘探?jīng)Q策部門對筆者多年前曾提出的在川東地區(qū)勘探侏羅系原生油氣藏觀點[6,9]的高度重視。
1 川東地區(qū)侏羅系存在油氣勘探潛力的直接證據(jù)
長期以來,川東地區(qū)的油氣勘探中侏羅系一般僅作為過路層而非目的層,大多數(shù)鉆井即便在侏羅系中鉆遇了良好油、氣顯示,也都未停鉆測試過,更未開展過進一步的勘探工作。盡管多數(shù)鉆井在侏羅系僅作為觀察錄井,但仍然在川東地區(qū)22個構(gòu)造上的51口井中發(fā)現(xiàn)了豐富的侏羅系油氣顯示和油氣流[7-8]。
對川東地區(qū)侏羅系油氣顯示情況的統(tǒng)計結(jié)果表明,縱向上從沙溪廟組(J2s)到珍珠沖組(J1zh)5個組段中均普遍存在良好的油氣顯示,尤其以大安寨段(J1dn)、東岳廟段(J1d)和新田溝組(J2x)油氣顯示更為豐富;橫向上具有侏羅系油氣顯示的構(gòu)造分布范圍廣,尤其以福成寨、渡口河、臥龍河、雙龍、福祿場、洋渡溪、高峰場、龍?zhí)?、新市、沙坪壩、石油溝和東溪等構(gòu)造為典型,其上均有多口井在侏羅系多個層段中頻繁出現(xiàn)油氣顯示(圖1)。
尤其值得注意的是,川東地區(qū)有多個構(gòu)造多口井在侏羅系中見到了油流。例如,臥龍河構(gòu)造的臥42井在鉆至井深374~375 m的沙溪廟組砂巖時,曾發(fā)生后效井涌,并返出
然而,在川東地區(qū)眾多侏羅系顯示良好的鉆井中,僅有少數(shù)幾口實施了中途測試或完井測試,并且獲得了類似川中侏羅系的工業(yè)油流(表1)。例如,新市構(gòu)造翼部鉆探的新5井在鉆至珍珠沖組l 773.22~1
1
眾所周知,鉆井過程中豐富的油氣顯示無疑是油氣藏存在最直接、最有利的第一手證據(jù)。這些縱橫向上廣泛分布的侏羅系鉆井油氣顯示以及少數(shù)幾口業(yè)已測試獲得的高產(chǎn)油氣井,無不昭示著未來川東侏羅系油氣勘探的巨大潛力和值得期待的廣闊前景。
2 川東地區(qū)侏羅系油氣資源豐富,成藏條件有利
基于川東地區(qū)侏羅系具有以下較優(yōu)越的油氣成藏條件,故筆者認(rèn)為川東地區(qū)侏羅系具有良好的油氣勘探前景。
2.1 油氣源豐富
根據(jù)盆地模擬研究成果[6],四川盆地侏羅系的生烴中心(即圖2中生烴強度大于4×104 t/km2的強生烴區(qū))分布在川中、川北及川東地區(qū)。四川盆地6套主力烴源巖中有下志留統(tǒng)、下二疊統(tǒng)、上二疊統(tǒng)以及中下侏羅統(tǒng)等4套烴源巖的強生烴區(qū)都分布在川東地區(qū)。這一得天獨厚的資源優(yōu)勢也使得川東地區(qū)的天然氣年產(chǎn)量長期以來占據(jù)著整個四川盆地天然氣年產(chǎn)量的半壁江山,甚至更多。值得注意的一個現(xiàn)象是,除中下侏羅統(tǒng)強生烴區(qū)外,川東地區(qū)的其他3套烴源巖強生烴區(qū)都已發(fā)現(xiàn)了與各套氣源相對應(yīng)的大中型氣田(藏) [6]。從圖2可以看出[6],川中及其北部地區(qū)的侏羅系油氣田(藏)也主要分布在強生烴區(qū)及其附近的范圍內(nèi)。而侏羅系油氣藏的分布與強生烴區(qū)密切相關(guān)的這一特點,完全符合非常規(guī)連續(xù)性油氣藏在源內(nèi)或鄰近烴源就近分布的普遍規(guī)律[13-15]。從四川盆地油氣田分布與強生烴區(qū)之間存在的密切關(guān)系,以及川東地區(qū)侏羅系強生烴大面積分布的現(xiàn)象來看,在川東地區(qū)勘探侏羅系油氣藏?zé)o疑具有必然性與現(xiàn)實性。
川東地區(qū)侏羅系總體上具有與川中地區(qū)侏羅系油氣層相近的生烴條件,而且其烴源巖厚度更大,油氣資源更豐富,經(jīng)盆地模擬[6]計算,該區(qū)生油量近30×108t、生氣量為27.3×1012m3,按成因法估算的石油遠(yuǎn)景資源量可達(dá)4×108 t。這表明川東侏羅系油氣勘探具有豐富的資源基礎(chǔ)。
川中油氣區(qū)侏羅系中的油氣主要來自中下侏羅統(tǒng)新田溝組和大安寨段中的暗色泥巖。這兩套淺湖一半深湖相泥質(zhì)烴源巖不僅在川東地區(qū)廣泛分布(圖3),而且烴源巖的厚度(一般為120~250 m)比川中地區(qū)的烴源巖厚度(一般為
從圖4所示烴源巖有機碳分布圖來看,川東大部分地區(qū)侏羅系烴源巖的總有機碳含量(TOC)一般都超過l%,屬于好的生油巖。特別是位于半深湖相區(qū)的達(dá)州一帶TOC超過2%。需要說明的是,由于目前缺乏侏羅系巖心資料,圖4主要根據(jù)野外露頭樣品的分析數(shù)據(jù)而繪制,而露頭樣品的TOC由于受長期風(fēng)化作用的影響而往往偏低。該地區(qū)侏羅系烴源巖的TOC實際上應(yīng)該更高。
侏羅系烴源巖中的有機質(zhì)主要由湖相水生生物組成,并混入有一定的陸源高等植物,有機質(zhì)類型以腐泥型和偏腐泥混合型為主,并隨沉積相帶而發(fā)生變化[4]。與川中北部地區(qū)沉積環(huán)境相似,川東地區(qū)侏羅系具有生成石油的母質(zhì)基礎(chǔ)。
從地表剖面采集的烴源巖樣品的鏡質(zhì)體反射率測試結(jié)果表明,川東地區(qū)中下侏羅統(tǒng)新田溝組和大安寨段這兩套烴源巖的鏡質(zhì)體反射率(R0)一般為0.9%~1.3%(圖5),也即熱演化程度處在成熟階段,正值石油生成的高峰期。川東北開縣-萬州-宣漢一帶的成熟度較高,R0一般大于1.3%,烴源巖有機質(zhì)熱演化程度達(dá)到了高演化階段,該區(qū)帶應(yīng)以勘探天然氣為主。
2.2 沉積與儲集條件與川中侏羅系油區(qū)相似
早侏羅世四川盆地氣候炎熱,在萬源-巫溪斷裂以北區(qū)域,沉積了以沖積扇-河流沼澤相為主的一套紫紅色砂、泥巖。而該斷裂以南區(qū)域則相變?yōu)樽霞t色砂、泥巖夾少量石灰?guī)r的濱湖、淺湖相沉積[5]。從湖盆邊緣到沉積中心,湖水逐漸加深,由濱、淺湖相變化到半深水湖相(圖6)。
大安寨期湖盆的沉積中心主要分布在川中地區(qū)北部的儀隴-平昌-營山一帶,涼高山期湖盆的沉積中心則位于川東地區(qū)的達(dá)州-萬縣一帶。川中地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的侏羅系油氣田(藏)以及川東地區(qū)目前發(fā)現(xiàn)的油氣井基本上都分布在環(huán)湖盆中心的淺-半深湖相環(huán)帶上(圖6)。
近60年的勘探實踐表明,川中地區(qū)侏羅系油氣主要產(chǎn)自大安寨段介殼灰?guī)r、新田溝組砂巖和下沙溪廟組砂巖。這3套油氣儲層均屬超低孔隙度、滲透率的致密儲層,油氣產(chǎn)出主要依靠發(fā)育的微裂縫[5]。
從川東地區(qū)有侏羅系錄井資料的鉆井厚度統(tǒng)計資料來看,大安寨段介殼灰?guī)r和新田溝組砂巖不僅在區(qū)內(nèi)分布廣泛,而且累計厚度也較大(圖7、8)。由于過去侏羅系在川東不是油氣勘探目的層段,許多鉆井中缺乏侏羅系巖性錄井資料,由此對廣泛分布于川中地區(qū)的大一層和大三層生物介殼灘是否也發(fā)育于川東地區(qū)表示過懷疑。然而,筆者等人在2004年開展大巴山前陸盆地?zé)N源巖專項研究時[16],曾對川東地區(qū)侏羅系進行過野外剖面踏勘,發(fā)現(xiàn)大安寨段生物介殼灘在川東地區(qū)也是普遍存在的(圖9、10)。此外,在萬州-梁平忠縣向斜所鉆探的拔向1、云安18、興隆101等多口井已揭示,大一層介殼灰?guī)r厚度可達(dá)
川中大安寨段主要在介殼灰?guī)r和泥質(zhì)介殼灰?guī)r中儲集油氣,孔隙度一般為1%~2%,而川中北部地區(qū)的孔隙度更低,平均孔隙度不足l%,滲透率一般小于0.1 mD,屬典型的超低孔隙度、滲透率致密儲層[18]。從拔向1井大安寨段石灰?guī)r物性資料分析結(jié)果[8]來看,川東地區(qū)這套石灰?guī)r儲層與川中地區(qū)并無二致。
新田溝組和下沙溪廟組油氣層的巖性主要為粉、細(xì)砂巖,總體上也表現(xiàn)為低孔隙度、低滲透率致密儲層特征。根據(jù)渡21井169塊下沙溪廟組砂巖巖心樣品分析結(jié)果[8],孔隙度分布在1.50%~6.00%,平均值為3.21%,滲透率分布在0.04~11.2 mD,平均值為0.38 mD。
2.3 裂縫發(fā)育,有利于油氣產(chǎn)出
正由于侏羅系石灰?guī)r和砂巖儲層致密,因此,需要有裂縫的疏導(dǎo)作用,最終才能獲得油氣流,特別是一些侏羅系高產(chǎn)油氣井往往與裂縫的發(fā)育密切相關(guān)[4,18]。與川中穩(wěn)定地塊相比,川東高陡構(gòu)造所受構(gòu)造應(yīng)力作用的強度要遠(yuǎn)甚于川中地區(qū),裂縫發(fā)育的程度也應(yīng)該強于川中地區(qū)。從鉆井過程中侏羅系大量的漏失、放空和井噴現(xiàn)象統(tǒng)計結(jié)果[7-8]來看,川東地區(qū)侏羅系中的裂縫十分發(fā)育,而且裂縫發(fā)育規(guī)模較大。尤其在新田溝組、大安寨段和珍珠沖組中普遍見鉆井液漏失現(xiàn)象,漏失液量一般超過l
2.4 高陡構(gòu)造頂部出露區(qū)之外的廣大地區(qū)油氣保存條件良好
川東地區(qū)由于褶皺強烈而形成了多排北東南西向的狹長形高陡構(gòu)造帶,其核部多已出露了上三疊統(tǒng)-上二疊統(tǒng)碳酸鹽巖,侏羅系已被剝蝕殆盡。按照四川盆地過去常規(guī)油氣勘探所遵循的“占高點,沿長軸、斷層和扭曲”的構(gòu)造圈閉勘探思維,長期以來川東地區(qū)的油氣勘探基本上是圍繞高陡構(gòu)造及其地腹的潛伏圈閉而開展的。在構(gòu)造高部位已被剝蝕殆盡且在區(qū)內(nèi)已廣泛出露地表的侏羅系,自然被列為油氣保存條件差的非勘探目的層,而這也正是川東地區(qū)盡管在侏羅系中曾經(jīng)鉆遇了大量油氣顯示或低產(chǎn)油氣流也未受重視,甚至在發(fā)現(xiàn)了少量侏羅系油氣藏之后也未對其開展進一步的區(qū)域勘探評價工作,從而致使川東侏羅系竟然在四川盆地近60年的勘探開發(fā)歷史中至今幾乎還是一片尚待開發(fā)的油氣資源處女地的原因之一。
然而,對侏羅系油氣保存條件應(yīng)該做客觀、具體的分析。實際上,在川東高陡構(gòu)造帶的背斜翼部以及其間寬緩的向斜區(qū),廣泛分布著殘厚為l 000~2
3 資源潛力分析與勘探建議
3.1 油氣資源潛力
根據(jù)四川盆地第三次油氣資源評價結(jié)果[6],川東地區(qū)侏羅系可供最終探明的石油地質(zhì)資源量為l.26×108 t、天然氣地質(zhì)資源量為603×
需要說明的是,限于當(dāng)時勘探評價程度低以及研究認(rèn)識上的不足,第三次油氣資源評價僅僅只評價了中下侏羅統(tǒng)中新田溝組和大安寨段中的油氣資源,而對沙溪廟組、東岳廟段以及珍珠沖組中蘊藏的油氣資源未做評價。這3套潛在的油氣層均在川東地區(qū)經(jīng)測試獲得過油氣流(表1)。而且,東岳廟段以及珍珠沖組在川東地區(qū),特別是其中部和北部地區(qū)的沉積厚度較厚,分別為50~60 m和200~300 m[18-19]。尤其是,川東地區(qū)東岳廟段以淺湖一半深水湖相的黑色泥頁巖夾介殼灰?guī)r為主,整個區(qū)域內(nèi)沉積分布十分穩(wěn)定,生儲蓋組合配置有利,其油氣勘探的潛力也不容忽視。例如,原四川省淺層氣開發(fā)公司曾在福成寨構(gòu)造上鉆探的多口井中發(fā)現(xiàn)了埋深僅600~700 m的東岳廟段氣藏,其單井日產(chǎn)氣量高者可達(dá)近6×
表 1
3.2 勘探建議
綜上所述,筆者認(rèn)為川東地區(qū)侏羅系具有與川中地區(qū)十分相似的油氣成藏條件,而且具有較大的石油資源勘探潛力,應(yīng)該將川東侏羅系油氣藏作為一個重要的致密油氣勘探新領(lǐng)域,盡快將其納入勘探計劃中,開展整體評價研究,并采用非常規(guī)油氣勘探評價技術(shù)與方法,實施專層勘探。
1)通過老井復(fù)查,選擇一批侏羅系油氣顯示良好的井上試。若有突破,在對原有地震和測井資料重新處理、解釋的基礎(chǔ)上,選擇成藏條件優(yōu)越的區(qū)塊開展侏羅系專層勘探。
2)對現(xiàn)已獲得的侏羅系油氣藏開展進一步評價工作,擴大勘探成果,并且在部署中、深層探井時將淺層侏羅系作為重點兼探層段,重視淺層侏羅系的錄井和測井解釋工作,加強對侏羅系含油氣顯示段的中途測試工作,從而在川東地區(qū)真正實施“自淺入深、多層系、油氣并舉”的立體勘探戰(zhàn)略。
3)通過對侏羅系油氣成藏條件的整體評價,針對油氣保存條件較好的低緩潛伏構(gòu)造和寬緩的向斜區(qū),尋找侏羅系裂縫發(fā)育帶,開展水平井鉆井與儲層改造先導(dǎo)性試驗。
4 結(jié)束語
四川盆地是一個具有從震旦系到白堊系十余套油氣層的大型疊合型含油氣盆地,受有機質(zhì)高成熟熱演化作用,盆地富氣貧油,目前僅有川中及川北侏羅系一個產(chǎn)油區(qū),而且原油年產(chǎn)量不足l5×104 t。在高油價的今天,更加迫切需要在四川盆地內(nèi)尋找到更多的石油資源,以增加川渝地區(qū)的能源供給量,保障國民經(jīng)濟的高速發(fā)展。若問四川盆地何處還能找到石油,筆者的回答是:“非川東莫屬也!”而且筆者堅信,在川東地區(qū)開展侏羅系油氣勘探開發(fā),理應(yīng)比由國土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心[20]所選定的渝東南、黔北等這些擠壓變形強烈、深大斷裂發(fā)育的構(gòu)造復(fù)雜區(qū)開展頁巖氣勘探來得更為現(xiàn)實、可靠,岡為前者的勘探風(fēng)險和所需的資金投入要比后者小很多,探明油氣資源并投入商業(yè)開發(fā)的成功率與機遇也要大得多,而后者則可能會面臨極大的地質(zhì)風(fēng)險與鉆完井壓裂技術(shù)等各方面的巨大挑戰(zhàn)[21]。
本文野外露頭踏勘與采樣工作是與中國石油西南油氣田公司勘探開發(fā)研究院羅啟后教授以及中國石油勘探開發(fā)研究院李軍教授和楊曉萍博士共同完成的,特致謝忱!
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本文作者:王世謙 胡素云 董大忠
作者單位:中國石油西南油氣田公司勘探開發(fā)研究院 中國石油勘探開發(fā)研究院
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